Ab initio výpočty křivek rozpustnosti tuhých roztoků
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá teoretickým studiem fázové stability tuhých roztoků ve vybraných slitinách hliníku a stříbra. Ab initio výpočty byly provedeny s využitím projektovaných přidružených vln a teplotní závislosti termodynamických veličin byly získány pomocí fononových výpočtů. Pozornost je v této práci věnována zejména slitině hliníku a germania, zatímco ostatní slitiny (Al-Pb, Ag-Ge a Ag-Pb) byly zkoumány spíše za účelem porovnání predikce rozpustnosti v různých soustavách a její spolehlivosti. Teploty, při kterých dochází ke stabilizaci tuhého roztoku, byly hodnoceny z energetického hlediska, přičemž bylo vyhodnocení provedeno vícekrát se zahrnutím různých příspěvků k celkové energii jednotlivých soustav. Dále byly spočítány elektronové a fononové hustoty stavů pro všechny čisté prvky a tuhé roztoky, porovnány výsledné teploty rozpustnosti s experimentálními daty, které byly zprostředkovány metodou CALPHAD a vyobrazeny jednotlivé příspěvky k celkové energii. Výsledky získané v této práci podhodnocují experimentální hodnoty teplot rozpustnosti jednotlivých tuhých roztoků řádově o stovky Kelvinů.
This diploma thesis is focused on a theoretical study of the phase stability of solid solutions in selected aluminium and silver alloys. The ab initio calculations were performed using projected augmented waves method and the thermal dependencies of thermodynamic quantities were acquired using phonon calculations. The main focus of this work is the of aluminium-germanium alloy, while the other examined alloys (Al-Pb, Ag-Ge and Ag-Pb) serve the purpose of comparison of the solid solubility prediction and its reliability in systems with different composition. The temperatures, at which the solid solutions become stable, were evaluated using the energy difference between possible states and this evaluation was carried out for different contributions to the total energy. Also the electronic and phonon densities of states were calculated for all pure elements and solid solutions. The temperatures of solubility were compared to the experimental ones provided by the CALPHAD method and the individual contributions to the total energy were determined and depicted. The results obtained in this work tend to underestimate temperatures of solubility of individual solid solutions by hundreds of Kelvin.
This diploma thesis is focused on a theoretical study of the phase stability of solid solutions in selected aluminium and silver alloys. The ab initio calculations were performed using projected augmented waves method and the thermal dependencies of thermodynamic quantities were acquired using phonon calculations. The main focus of this work is the of aluminium-germanium alloy, while the other examined alloys (Al-Pb, Ag-Ge and Ag-Pb) serve the purpose of comparison of the solid solubility prediction and its reliability in systems with different composition. The temperatures, at which the solid solutions become stable, were evaluated using the energy difference between possible states and this evaluation was carried out for different contributions to the total energy. Also the electronic and phonon densities of states were calculated for all pure elements and solid solutions. The temperatures of solubility were compared to the experimental ones provided by the CALPHAD method and the individual contributions to the total energy were determined and depicted. The results obtained in this work tend to underestimate temperatures of solubility of individual solid solutions by hundreds of Kelvin.
Description
Citation
FIKAR, O. Ab initio výpočty křivek rozpustnosti tuhých roztoků [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2019.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Materiálové inženýrství
Comittee
prof. Ing. Rudolf Foret, CSc. (předseda)
prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Vít Jan, Ph.D. (člen)
Ing. Hynek Hadraba, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Chlup, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2019-06-10
Defence
* vlastní obhajova diplomové práce
* posudek vedoucího práce
* posudek oponenta
* odpovědi na dotazy oponenta
* porovnání výsledků výpočtu s experimentem... jak byly získány výsledky experimentů
* jaký je technický význam slitiny Al - Ge
* důvod provádění výpočtů pomocí Helmholtzovy a Gibbsovy energie
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení